Zat padat adalah salah satu dari tiga kondisi dasar materi selain dari bentuk cair dan gas. (Kadang-kadang plasma, atau gas terionisasi, dianggap sebagai materi keempat.) Bentuk padat dari cairan atau gas karena energi atom berkurang ketika atom mengambil struktur tiga dimensi yang relatif teratur.
Pengertian Zat Padat
Zat padat adalah sampel materi yang mempertahankan bentuk dan kepadatannya saat tidak terbatas. Atom atau molekul materi dalam keadaan padat pada umumnya dikompresi sekencang yang dimungkinkan oleh gaya tolak di antara molekul materi. Tujuan pengompresan yang kencang ini biar tidak lepas yaa, hehe.
Beberapa benda padat atau sebagian ada yang menyebutnya dengan padatan kristal cenderung retak di sepanjang permukaan yang ditentukan dan memiliki bentuk karakteristik tergantung pada susunan serta kekuatan di antara atom atau molekul dalam sampel. Sedangkan benda padat lain yang dikenal sebagai padatan amorf tidak memiliki struktur kristalin yang jelas.
Ketika benda padat dipanaskan, atom atau molekulnya memperoleh energi kinetik. Jika suhu menjadi cukup tinggi, energi kinetik ini mengatasi kekuatan yang menahan atom atau molekul di tempatnya. Kemudian zat/benda padat dapat menjadi cairan atau gas, atau dapat bereaksi dengan bahan kimia di lingkungan.
Ciri-Ciri Zat Padat
1. Bentuk dan volume
Suatu zat padat memiliki bentuk dan volume yang tetap dan tidak berubah dengan bentuk wadahnya. Pertimbangkan batu dan bagaimana ukuran dan bentuknya tetap sama, di mana pun Kamu meletakkannya.
2. Kepadatan
Kepadatan cairan dan padatan diukur masing-masing dalam gram per mililiter dan gram per sentimeter kubik, dan berubah sangat sedikit karena suhu sampel berubah.
3. Kompresibilitas
Volume benda padat atau cair tidak banyak berubah dengan tekanan. Kamu tidak dapat mengubah volume batu bata dengan meremasnya, Kamu juga tidak bisa memeras satu liter cairan ke dalam botol 0,5 L.
4. Inferensi tentang struktur antarmolekul
Bentuk dan volume zat padat yang konstan menunjukkan bahwa partikelnya (atom, ion, atau molekul) disatukan oleh ikatan yang cukup kaku. Jika benda padat dan cair tidak dapat dikompres, partikel yang menyusunnya harus sangat berdekatan.
Sifat Zat Padat
Zat/benda padat dicirikan oleh sifat-sifat berikut:
1. Volumenya tetap
Volume benda padat tidak akan mengembang untuk mengisi wadah – tidak seperti gas dan plasma.
2. Benda padat tidak dapat dimampatkan
Kebanyakan benda padat tidak dapat dimampatkan – volumenya tidak berubah ketika tekanan berubah – tidak seperti gas dan plasma.
3. Benda padat tidak sama dengan zat cair
Benda padat bukan benda cair, sehingga mereka tidak bisa mengalir. Bentuknya tidak beradaptasi dengan wadahnya – tidak seperti cairan, gas, dan plasma.
4. Benda padat adalah materi terkondensasi
Oleh karenanya, volume zat/benda padat mirip dengan cairan, dan jauh lebih kecil daripada gas dan plasma.
Tekanan Zat Padat
Tekanan zat padat timbul karena adanya berat pada zat/benda padat itu sendiri. Kita dapat menginterpretasikan tekanan ini menggunakan argumen berdasarkan tekanan zat cair. Atom-atom di dalam zat padat bersifat statis. Karena itu, tidak ada kreasi dari tekanan dengan momentum perubahan yang solid.
Benda padat tidak mengembang atau berkontraksi dalam jumlah besar karena tekanan ini. Tekanan pada sisi benda padat yang tegak lurus terhadap vektor bobot, selalu nol. Oleh karena itu, benda padat memiliki bentuknya sendiri, tidak seperti benda cair yang mengambil bentuk wadah.
Rumus Zat Padat
1. Zat/benda padat biasa
Volume benda padat biasa seperti kubus, prisma persegi panjang, silinder dan bola, dapat dihitung menggunakan rumus matematika berdasarkan dimensi masing-masing (panjang, lebar dan kedalaman). Misalnya, volume prisma persegi panjang dapat dihitung menggunakan rumus: Volume= panjang x lebar x kedalaman. Dengan menggunakan simbol, ini dapat ditulis sebagai: V= L x W x D.
Unit untuk volume akan tergantung pada unit yang digunakan untuk mengukur dimensi. Jika dimensi diukur dalam cm, volumenya akan dalam cm3; jika dimensi diukur dalam m, volume akan berada di m3, dan seterusnya.
2. Zat/benda padat tidak teratur
Kebanyakan benda padat tidak memiliki bentuk reguler, oleh karena itu volumenya tidak dapat dengan mudah dihitung menggunakan rumus matematika. Alternatif sederhana adalah dengan menghitung volumenya berdasarkan jumlah zat cair yang dipindahkan. Ini melibatkan metode berikut:
- Isi sebagian tabung ukur dengan air dan catat volume.
- Silinder harus cukup lebar sehingga benda padat yang diukur dapat masuk ke dalamnya.
- Juga, jumlah ruang yang tersisa di silinder pengukur harus lebih besar dari volume padatan.
- Jika mengukur padatan keras seperti batu, gunakan silinder pengukur plastik daripada gelas. Ini untuk menghilangkan risiko kerusakan.
- Dengan hati-hati, tempatkan benda padat yang tidak beraturan ke dalam tabung ukur dan catat ketinggian air yang baru.
- Ini adalah volume gabungan air dan benda padat.
- Hitung volume benda padat dengan cara volume air setelah dimasuki benda padat dikurangi volume air sebelum dimasuki benda padat.
3. Rumus pemuaian zat/benda padat
Apakah koefisien atau angka yang terkait dengan ekspansi termal dari zat/benda padat karena peningkatan suhu? Ini membandingkan besar zat/benda padat ketika diukur pada suhu yang berbeda, menjaga kuantitas fisik lainnya seperti tekanan pada nilai konstan. Ada ekspansi linier, permukaan, dan volumetrik, di mana linier adalah yang paling umum digunakan.
Ini ditulis sebagai:
ΔL = L α ΔT
Kita punya:
ΔL: Perluasan solid
L: Panjang solid sebelum perubahan suhu
ΔT: Perubahan suhu
α: Koefisien ekspansi yang terkait secara individual dengan setiap material
Perubahan Wujut Zat (Benda)
1. Titik lebur sebagai konsep kimia
Jika Kamu mengukur suhu bongkahan es, Kamu mungkin menemukannya –5 ° Celcius. Jika Kamu melakukan pembacaan suhu saat memanaskan es dalam panci di atas kompormu, Kamu akan mendapati bahwa suhu es mulai naik ketika panas dari kompor menyebabkan partikel-partikel es mulai bergetar semakin cepat dan semakin cepat. Zat padat ini mulai berubah dari keadaan padat menjadi cair, suatu proses yang disebut peleburan.
2. Sublimasi
Sebagian besar zat mengalami kemajuan logis dari padat menjadi cair menjadi gas saat dipanaskan atau sebaliknya saat didinginkan. Tetapi beberapa zat langsung dari zat padat ke gas tanpa pernah menjadi cairan. Para ilmuwan menyebut proses ini sebagai sublimasi. Es kering – karbon dioksida padat – adalah contoh klasik dari sublimasi.
3. Deposisi
Kebalikan dari sublimasi adalah deposisi, yakni bergerak langsung dari keadaan gas ke keadaan padat.
Contoh Zat/Benda Padat
Zat/benda padat adalah materi yang memiliki bentuk dan volume yang pasti. Antara lain:
- Emas
- Kayu
- Pasir
- Baja
Zat padat umumnya dibagi menjadi tiga kelas besar, yakni kristal, nonkristalin (amorf), dan kuasikristalin. Kristal memiliki tingkat keteraturan yang sangat tinggi dalam susunan atom periodik.
Nonkristalin adalah zat padat yang atom dan molekulnya tidak terorganisir dalam pola kisi tertentu. Sedangkan kuasikristalin menampilkan simetri baru di mana atom-atom disusun secara quasi periodik.
